CN107337251A - 一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，该装置包括中心管、筒状反应容器以及分别连接等离子电源正负极的高压电极和接地电极，所述的中心管下端封闭且同轴固定设置在所述的筒状反应容器内，所述的接地电极为筒状且套设在所述的中心管外，所述的高压电极为筒状且紧贴所述筒状反应容器的内壁设置，所述的接地电极和高压电极相对应，在所述的中心管和筒状反应容器之间形成湿壁放电区，所述中心管的下端设有进水口，所述筒状反应容器的底部设有出水口。整个装置实用性强、能源利用率、处理效果好，在污水处理领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于水污染净化处理领域，具体涉及一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置。
背景技术
随着我国经济和社会的发展，水资源短缺和水环境污染日益突出并成为人们关注的焦点。近年来，各种工业生产带来的水污染越来越严重，污水的成分日益复杂，环保部门对水处理的要求也不断加强，传统生物处理技术已经难以满足目前的水质处理要求。
低温等离子技术是一种新兴的高级氧化技术，已经在环境领域得到利用。常用的人工产生低温等离子体的方法是高压放电，高压放电过程中形成了大量高能电子，产生·H、·OH、·O、·N、H2O2、O3等活性粒子，并伴随高温热解、紫外光降解、冲击波等效应，能有效降解各类有机物。
现有的等离子技术大多是在水面上的空气中放电，再将产生的活性粒子引入水中反应，这样会导致活性物质不能被充分利用，因此需要设计一种新的等离子体污水处理装置能在水中直接降解污染物，最大限度的利用等离子产生的活性物质。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术提出的技术问题提供一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，解决传统电晕放电装置气液接触不充分、无法充分利用产生的活性粒子、去除效率低的问题。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，该装置包括中心管、筒状反应容器以及分别连接等离子电源正负极的高压电极和接地电极，所述的中心管下端封闭且同轴固定设置在所述的筒状反应容器内，所述的接地电极为筒状且套设在所述的中心管外，所述的高压电极为筒状且紧贴所述筒状反应容器的内壁设置，所述的接地电极和高压电极相对应，在所述的中心管和筒状反应容器之间形成湿壁放电区，所述中心管的下端设有进水口，所述筒状反应容器的底部设有出水口。
作为一种优选技术方案，所述中心管的上部为漏斗形形成溢流槽，所述接地电极的上端固定在所述中心管上端的漏斗口上。
作为另一种技术方案，所述的中心管为管状，所述的接地电极紧贴所述中心管的外壁设置。
进一步优选的，所述中心管的下端嵌设在所述筒状反应容器的容器底上。
所述的进水口通过水管连通蠕动泵。所述的中心管和筒状反应容器的材质为石英玻璃。
作为一种技术方案，所述中心管的漏斗口(溢流槽)的直径为20mm；所述筒状反应容的直径为30mm,高度为600m,厚度为1.5mm。所述接地电极的直径为20.0mm，高500mm,厚1.5mm；所述高压电极的直径为30mm,高为400mm。但不限于此，该装置的尺寸可根据需要进行调整。
所述的等离子电源为高压脉冲电源，其输出电压为17kV，功率为50w，输出脉冲频率为200脉冲每秒。
所述的蠕动泵构成参数根据待处理液体的性质选定。污水经由蠕动泵从中心管的下端流入，经由中心管上端的漏斗口溢出并在接地电极上形成一层薄层。所述的接地电极在连接所述等离子电源负极的同时接地。
本发明方法的有益效果体现在：
(1)放电直接在水中进行，产生的活性物质直接与污染物反应。(2)反应过程中，废水依靠重力自流，减少动力消耗。(3)形成的湿壁水幕使废水均匀分布在湿壁放电区内，有利于废水充分暴露在放电区，增加与活性物质接触几率；(4)本发明装置运行稳定，方便管理，具有快速、安全、高效等优点，易于集成，在水处理领域具有较高的应用前景。
附图说明
图1一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置结构示意图
其中，1—等离子电源，2—高压电极，3—接地电极，4—出水口，5—蠕动泵，6—中心管，7—湿壁放电区，8—筒状反应容器，9—进水口
具体实施方式
以下结合附图对该发明的实施过程进行解释和分析：
如图1所示，一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，该装置包括中心管6、筒状反应容器8以及分别连接等离子电源1正负极的高压电极2和接地电极3，所述的中心管6下端封闭且同轴固定设置在所述的筒状反应容器8内，所述的接地电极3为筒状且套设在所述的中心管6外，所述的高压电极2为筒状且紧贴所述筒状反应容器8的内壁设置，所述的接地电极3和高压电极2相对应，在所述的中心管6和筒状反应容器8之间形成湿壁放电区7，所述中心管6的下端设有进水口9，所述筒状反应容器8的底部设有出水口4。作为一种优选技术方案，所述中心管6的上部为漏斗形形成溢流槽，所述接地电极3的上端固定在所述中心管6上端的漏斗口上。所述中心管6的下端嵌设在所述筒状反应容器8的容器底上。所述的进水口9通过水管连通蠕动泵5。所述的中心管6和筒状反应容器8的材质为石英玻璃。
作为一种技术方案，所述中心管6的漏斗口(溢流槽)的直径为20mm；所述筒状反应容8的直径为30mm,高度为600m,厚度为1.5mm。所述接地电极3的直径为20.0mm，高500mm,厚1.5mm；所述高压电极2的直径为30mm,高为400mm。但不限于此，该装置的尺寸可根据需要进行调整。
所述的等离子电源1为高压脉冲电源，其输出电压为17kV，功率为50w，输出脉冲频率为200脉冲每秒。所述的蠕动泵5构成参数根据待处理液体的性质选定。污水经由蠕动泵5从中心管6的下端流入，经由中心管6上端的漏斗口溢出并在接地电极3上形成一层薄层。所述的接地电极3在连接所述等离子电源1负极的同时接地。
采用本发明的装置净化处理污染水体的过程原理如下：预处理的水体在5蠕动泵的作用下，通过中心管6到达中心管6的顶部，然后从漏斗口溢出在重力作用下在接地电极3上形成一层薄层，与此同时，接通等离子电源1，在高压脉冲电源的作用下，高压电极2和内电极3之间直接产生击穿放电，水层以上的等离子体产生臭氧和紫外线辐射；在气相和液相中产生广泛的活性物质，激发原子，分子(如H 2O 2和O 3)，电子和离子，这些活性物质与溶液中的污染物分子产生强烈地氧化反应，并伴有强烈的紫外光和高温，从而实现污染物的去除。当污染物被等离子降解时，可以在出水口用注射针抽取水样检测降解效果，当降解效果不符合预期时，使蠕动泵保持开启，重复处理待处理溶液，当降解完成后停止蠕动泵5，排出废水。反应中的高压脉冲电源和蠕动泵5均可调，可针对不同的水质和处理要求灵活处理，从而实现对污水的高效处理。
Claims (6)
1.一种采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，其特征在于：该装置包括中心管、筒状反应容器以及分别连接等离子电源正负极的高压电极和接地电极，所述的中心管下端封闭且同轴固定设置在所述的筒状反应容器内，所述的接地电极为筒状且套设在所述的中心管外，所述的高压电极为筒状且紧贴所述筒状反应容器的内壁设置，所述的接地电极和高压电极相对应，在所述的中心管和筒状反应容器之间形成湿壁放电区，所述中心管的下端设有进水口，所述筒状反应容器的底部设有出水口。
2.根据权利要求1所述的采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，其特征在于：所述中心管的上部为漏斗形形成溢流槽，所述接地电极的上端固定在所述中心管上端的漏斗口上。
3.根据权利要求1所述的采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，其特征在于：所述的中心管为直管状，所述的接地电极紧贴所述中心管的外壁设置。
4.根据权利要求1所述的采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，其特征在于：所述中心管的下端嵌设在所述筒状反应容器的容器底上。
5.根据权利要求1所述的采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，其特征在于：所述的进水口通过水管连通蠕动泵。
6.根据权利要求1所述的采用湿壁放电等离子体的污水处理装置，其特征在于：所述的中心管和筒状反应容器的材质为石英玻璃。
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